Новая техника может ускорить синтез ДНК
рН — концентрация протонов в водном растворе — указывает, насколько кислым является раствор. Он регулирует широкий спектр естественных и искусственных химических процессов, включая синтез разработанных последовательностей ДНК для применения в биотехнологии. Равномерное изменение pH во всем растворе на водной основе является стандартной практикой в химии. Но что, если бы исследователи могли создать массив локализованных областей pH, где протоны сконцентрированы более интенсивно, чем в других частях раствора? Это позволило бы им проводить химию с регулируемым pH в каждом из этих мест параллельно, резко увеличивая производительность эксперимента и ускоряя процессы синтеза ДНК, который имеет применение в геномике, синтетической биологии, разработке вакцин и других методах лечения, а также в хранении данных. Но локализация pH является сложной задачей, потому что протоны быстро распространяются в растворе на водной основе.
Теперь исследователи из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук имени Джона А. Полсона (SEAS) в сотрудничестве с исследователями из Института Броуда Массачусетского технологического института и Гарварда, а также с биотехнологической компанией DNA Script, специализирующейся на лабораторном ферментативном синтезе ДНК, разработали метод контроля рН на локальном уровне, создавая плотный массив микросайтов, где количество протонов в 100-1000 раз выше, чем в среднем в остальной части раствора. «Эта работа позволяет высокопроизводительное применение широкого спектра химии с регулируемым pH, включая биомолекулярный синтез», — сказал Донхи Хэм, профессор электротехники и прикладной физики Гордона Маккея в SEAS и соавтор статьи. «Это стало возможным благодаря массиву микрометровых электрохимических ячеек уникальной геометрии, изготовленных на полупроводниковой интегральной схеме и управляемых ими», — сказал Хункун Пак, профессор химии и физики Марка Хаймана-младшего и соавтор. старший автор статьи. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Полупроводниковый чип с 256 электрохимическими ячейками на своей поверхности напрямую взаимодействует с водным раствором молекул хинона. Каждая ячейка выглядит как яблочко с двумя концентрическими металлическими кольцами. Внутреннее кольцо подает ток в раствор для электрохимического производства протонов из молекул хинона. Эти локально генерируемые протоны пытаются распространиться, но нейтрализуются вблизи внешнего кольца, которое электрохимически производит молекулы основания из молекул хинона, вытягивая ток из раствора. Таким образом, локально генерируемые протоны захватываются в центре и вокруг центра яблочка, создавая кислую микросреду с пониженным pH. «По сути, в каждой активированной электрохимической ячейке мы устанавливаем электрохимическую стенку с помощью внешнего кольца, через которое кислота, генерируемая внутренним кольцом, не может проникнуть», — сказал Хан Сэ Юнг, аспирант SEAS и соавтор статьи. . «Поскольку каждая ячейка управляется независимо базовым полупроводниковым чипом, мы можем понизить pH в любом произвольном подмножестве из 256 электрохимических ячеек, которые мы выбираем для активации. Уникальная структура ячейки, которую мы разработали на полупроводниковом электронном чипе, позволяет осуществлять это пространственно-избирательное программирование pH. ."
«Наше устройство может не только локализовать и точно настраивать pH, регулируя токи концентрических колец каждого гальванического элемента, но также может контролировать pH в режиме реального времени с помощью встроенных датчиков pH, распределенных по массиву гальванических элементов», — сказал Ву-Бин Юнг. , научный сотрудник SEAS и соавтор статьи. «Поэтому мы можем создать любую пространственную картину целевых значений pH или топографию pH в водном растворе с обратной связью в реальном времени от карты пространственной картины pH, которую мы отображаем». «В то время как традиционный химический синтез ДНК осуществляется в неводной среде, ферментативный синтез ДНК в водной среде быстро вызывает интерес, поскольку он сводит к минимуму молекулярные повреждения и образование опасных отходов и может увеличить скорость и производительность синтеза», — сказал Ксавье Годрон, технический директор DNA Script и соавтор статьи. «Таким образом, наши манипуляции с пространственными паттернами pH в водной среде могут привести к высокопроизводительному ферментативному синтезу ДНК с множеством приложений в биотехнологии, от белковой инженерии и скрининга антител до хранения информации о ДНК».
«Эта работа демонстрирует силу междисциплинарных подходов, объединяющих полупроводниковую электронику, электрохимию и молекулярную биологию. Эта технология прокладывает путь для ряда дополнительных биологических приложений, включая олигобиблиотеки для диагностики и разработки ферментов на основе синтетической биологии», — сказал Роберт. Никол, старший директор по развитию технологий в Broad Institute и соавтор статьи. «Интеграция этих разнообразных дисциплин требует тесного сотрудничества команд, желающих учиться друг у друга в промышленности и академических кругах».
Источник
Последние аномальные новости

Более 740 млн людей на Земле страдают от звона в ушах

Женщина родила сразу две пары близнецов

Жители Нью-Йорка пожалуюстся на нашествие крыс

Из рыбьей чешуи начнут производить телевизоры

Инопланетные вирусы - реальны ли они

Интересные факты о затонувшем городе львов

Китай начинают заполнять роботакси

Космические силы США привлекли робособак к патрулированию

Марсиане поломали марсоход Perseverance

Механик и инопланетный материнский корабль

Мифы и легенды Нижнего Тагила - 1

Нашли изображение мифического героя Актеона

Новые головы ольмеков нашли в Мексике

Под лапой Большого Сфинкса хранятся тайны потерянной цивилизации

Семья получила послание от умершего сына

Сохранять легкие вне тела научились до восьми часов

Странное похищение инопланетянами в Англии

Учёные считают, что они разгадали тайну лох-несского чудовища

Что скрывается за теориями заговора

Что, если инопланетяне действительно из другого времени

Боги, инопланетяне и религия. От древней Атлантиды до наших дней

Гигантский джет над Оклахомой достиг космоса

До выращивания человеческих органов далеко

Добыча металлов на Марсе

ИИ помогает обнаруживать новые космические аномалии

Миссии к Юпитеру могут помочь в поисках темной материи

Моделирование бесконечного множества хаотических частиц

Мэрилин Монро и другие загадочные смерти

Найдены загадочные клетки, которые создают стволовые клетки крови у млекопитающих

Наш мозг запрограммирован на то, чтобы продолжать хотеть большего

Наша фундаментальная модель Вселенной неверна

Никаких следов ореолов темной материи не найдено

НЛО пролетел над аэропортом Эль-Пасо

Пентагон открывает отдел по изучению НЛО

Первый в мире синтетический эмбрион

Подозрительные смерти в мире уфологии

Продолжительность земных дней загадочным образом увеличивается

Рассказ об огромном НЛО в море и замке СС

Тайна великого метеоритного дождя 1913 года

У Вселенной не должно быть ни начала ни конца

Был ли запретный плод в Эдемском саду яблоком

Венок на голове, магия и тайный смысл

Вещи, которые не стоит дарить своему парню

Волосы в сновидении, что они означают

Всё о банной магии и ритуалах

Голограмму человека впервые телепортировали в другую страну

Допустили существование планет из темной материи

Если мужчина увлёкся мистикой

Знаки Дьявола на ладони

Как защититься от энергетических вампиров

Как подобрать цветок по знаку Зодиака

Кислород влиял на эволюцию жизни на Земле до появления фотосинтеза

Кольцо, как сделать из него сильный оберег

Мозг человека не уменьшался

Осеннее равноденствие. Договор между светом и тьмой

Осеннее равноденствие. Ритуалы и обряды

Суд США подтвердил невозможность считать ИИ автором изобретений

Существует вероятность нашествия зомби

Ученые считают, что на Землю упал межзвездный объект

Фейк про изучение мистики спецслужбами СССР

Бигфут выгнал охотников из леса в Южной Каролине

Вещий сон принес женщине крупный выигрыш

Газовые гиганты превращаются в сверхземли

Земля стала вращаться быстрее и никто не знает почему

Искусственное мясо ни кому не нужно

Как не убить колонизаторов Марса

Канал History. Пришельцы, монстрология и поиски золота

Кошка стала поводырем для ослепшей собаки

Легендарного идола хотят назвать 'Шигиром из Екатеринбурга'

Мужчина выбросил биткоины и решил обратиться к роботам-собакам

Невероятное о зеркалах

После смерти мы остаемся в сознании от 2 до 20 секунд

Почему люди верят предсказаниям

Призраки, демоны, зомби-свиньи и грань между живым и мертвым

Пять главных открытий марсохода Curiosity

Рыбак поймал рыбу ростом с человека

Самые опасные существа в мире паранормальных явлений

Создание боевых вирусов против наций назвали невозможным

Странный взрыв НЛО над Невадой

США причастны к заражению Уго Чавеса раком и созданию ковида

Астрономические данные и поиск обитаемых миров

Белый диск замечен над Бразилией

Во что верят Раэлиты

Геоглифы Торгая нуждаются в изучении

Десятки НЛО пролетели мимо МКС

Джек Осборн отправляется на охоту за НЛО

Дрон поймал призрачный высокоскоростной НЛО

Женщина отращивала ногти 25 лет

Интерес к чёрным вертолётам межет погубить

Искусственный интеллект позволяет создавать новые белки

Межзвездный метеорит хотят поднять со дна океана

Метеориты проливают свет на происхождение летучих элементов Земли

НАСА ввязалось в гонку за НЛО

Обнаружена точка в мире, где чаще всего регистрируют НЛО

Обнаружили считавшийся исчезнувшим цветок магнолии

Пензенец на ГПЗ увидел НЛО

Работу органов свиней восстановили через час после смерти

Сиамских близнецов разделили с помощью виртуальной реальности

Смерть Мэрилин Монро. 60 лет тайн, интриг и заговоров

Яркий НЛО замечен над Колорадо

АНБ и конференция МУФОН 1978 года

Гадание на будущего мужчину на разбросанных вещах

Гипноз помог женщине справиться с зависимостью от газировки

Жители Пскова удивлены светящимся объектом в небе

Загадка Рендлшема и эксперимент с сознанием

Золотой город Эльдорадо - где находилась мифическая страна

Как гадать на будущее по магазинным ценам

Как по дате рождения узнать всё о прошлой жизни

Мессинг предупреждал об угрозе начала третьей мировой на востоке

Много таинственного скрывает Керченский полуостров

Николай Козырев. Энергия времени и Луна

Разработка моделей ИИ на основе активности человеческого мозга

Редкий белый слон родился в Мьянме

Рептилоиды, существуют ли они на самом деле

Связь между криптозоологией тайными обществами

Сто интересных фактов обо всем на свете

Таинственный металлический шар упал на Веракрус

Три коровы на Аляске погибли загадочным образом

Чумные призраки

Шоу Битва экстрасенсов является правдивым

Цепная ручная таль. Области использования и особенности строения

Бигфут замечен на ферме в Теннесси

Британцам перестанут показывать срок годности еды

Брэд Стайгер. НЛО, паранормальные явления и многое другое

В моем доме живут призраки

Ведущий 'Необъяснимо, но факт' рассказал о своей жизни

Вой бигфута записали в Лаудонвилле

Впервые измерили состояние связи света и материи

Зафиксирован самый короткий день на Земле

Камень Чинтамани, Агарти и Шамбала

Летающий автомобиль, напоминающий Ferrari

Лунный календарь на сентябрь 2022 года

Материнский корабль инопланетян замечен около Юпитера

Монстры гор. Дикари и мохнатые существа

Найдена увеличивающая продолжительность жизни молекула

Невероятные изобретения и достижения древних Майя

Несси и плезиозавы, которые никогда не жили в Лох-Нессе

Новые доказательства возникновения жизни из простых молекул

По следу адам-киика

Почему некоторые метеоры ярко-зеленые

Предсказание индийского пророка

Прогноз по картам Таро на сентябрь 2022 года

Скоро покойник поделится секретами загробной жизни

Солнце вращается вокруг Земли, а люди жили рядом с динозаврами

Составили карту распределения темной материи

Суперземля Ross 508b находится в обитаемой зоне красного карлика

Удивительная карта плотности населения в США

Формула для идеального ночного сна

Фэн-шуй прогноз на сентябрь 2022 года

Энцелад признан пригодной для жизни

Якутское чудовище и молебский треугольник

Выдвинули новую версию о линиях на плато Наска

Когда звезды поедают свои планеты

Контакты африканского племени Догонов с пришельцами

Красные огни заметили над Калифорнией

Неисправности и неопознанные объекты

Несколько странных радиоисточников в отдаленном скоплении галактик

Охотник на Несси уже 31 год живет на берегу озера

Планете Х негде спрятаться

Правительственные проекты по исследованию сверхъестественного

Представлен первый прототип аэротакси с вертикальными взлётом

Пролеты звезд оставляют неизгладимый след во вновь формирующихся планетных системах

Создали бумажную батарейку, которая активируется каплей воды

Стоунхендж может быть древним солнечным календарем

Тайны некоторых атмосферных явлений остаются необъяснимыми

Теория заговора о том, что марсоходы ездят по острову Девон

Хозяин паба, что в его заведении обитает призрак

Церера до сих пор проявляет геологическую активность

Человечество на пороге открытия жизни на Марсе

Чупакабра атаковала деревни на Вологодчине

Чупакабру убили в Башкирии

Полное руководство по ремонту вашей квартиры

Британский доктор снял странные НЛО

Вырастили растения на астероидном грунте

Загадочное писающее дерево Тайваня

Леденящее кровь исчезновение ядерной бомбы Тайби-Айленда

Набережную Ялты оккупировали гадалки

Наблюдение НЛО детьми с учителем в Уэльсе

Нашли ранее неизвестные структуры внутри метеорита

Отыскали четыре пропущенные загадочные сигналы

Охотник за привидениями показал сахалинцам мистическое здание

Пирамида Хеопса состоит из трёх пирамид

Предвыборные теории заговора охватили сообщество Невады

Пятое доказательство тройственности пирамиды Хеопса

Секретная космическая программа США

Синий цвет от экранов телефонов и компьютеров сокращает жизнь

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика